(57)【要約】【課題】  節水効果を維持しつつ、便器のトラップのみならず横引排水管の内部まで清浄に維持できる便器洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】  小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に第１の量の洗浄水を流す小量洗浄を実施し、前記使用者の数が所定数に達する毎に前記第１の量よりも大なる第２の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施することを特徴とする便器洗浄装置を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、
前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に４リッター未満の洗浄水を流す小量洗浄と、
前記小用水洗便器に対して４リッター以上の洗浄水を流す大量洗浄と、
を実施可能としたことを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項２】
小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、
前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に第１の量の洗浄水を流す小量洗浄を実施し、前記使用者の数が所定数に達する毎に前記第１の量よりも大なる第２の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施することを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項３】
小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、
前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に第１の量の洗浄水を流す小量洗浄を実施し、前記使用者による使用時間の累積値が所定数に達する毎に前記第１の量よりも大なる第２の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施することを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記大量洗浄を複数回に分割して実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項５】
少なくともいずれかが銀を含む一対の電極を有し、前記電極を洗浄水中に浸した状態で前記一対の電極の間に通電することにより前記洗浄水中に銀イオンを放出可能とした銀電解槽をさらに備え、
前記制御部は、前記大量洗浄に際して、前記銀電解槽において前記洗浄水に銀イオンを放出させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項６】
少なくともいずれかが銀を含む一対の電極を有し、前記電極を洗浄水中に浸した状態で前記一対の電極の間に通電することにより前記洗浄水中に銀イオンを放出可能とした銀電解槽をさらに備え、
前記制御部は、前記小用水洗便器に対して前記第１の量よりも大なる第３の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施可能とし、
前記第３の量の洗浄水を流す大量洗浄に際して、前記銀電解槽において前記洗浄水に銀イオンを放出させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄水の水流により電力を生成する発電手段をさらに備え、
前記発電手段により生成された電力が前記銀電解槽に供給されることを特徴とする請求項５または６に記載の便器洗浄水生成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記大量洗浄に際して、前記洗浄水に前記銀イオンを放出させない第１の大量洗浄と、前記洗浄水に前記銀イオンを放出させる第２の大量洗浄と、に分割して実施することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項９】
前記大量洗浄において流される洗浄水の量は、４リッター以上であることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記小用水洗便器の使用の頻度が所定値を超えた時に、前記小量洗浄において流す前記洗浄水の量を増加することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【請求項１１】
前記小用水洗便器は、横引排水管に接続されてなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器洗浄装置に関し、特に、小用水洗便器の洗浄に用いて好適な便器洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水洗便器は、洗浄水を流すことによりボウル面を清浄な状態に維持し、且つ、排水管と便器面との間にトラップを設けて封水で満たすことにより、排水管からの悪臭の逆流を防止できる。さらに近年、便器の前に人が立ったことを検出し便器の使用が終了した時点で自動的に上水又は中水を流す「自動洗浄」により清浄度がより確実に維持されるようになった。
【０００３】
しかし、単に水を流すのみでは、便器や排水管の汚れや臭気を十分に防ぐことは容易でない。  
これに対して、便器のトラップ滞留水の９５％以上を置換できる量の水を所定時間間隔で流す小便器の洗浄方法が開示されている（特許文献１）。  
また、複数回にわたる洗浄のうち、任意の回数をオゾン水などの強力な洗浄能力を有する洗浄水で洗浄し、他の回数の洗浄を一般の洗浄水で洗浄する洗浄水の給水方法が開示されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平９−２２１８１２号公報
【特許文献２】特開平１１−２４７２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、独自の検討を進めた結果、便器のトラップ滞留水を置換して清浄度を維持しても、その下流に設けられた横引排水管において尿石の付着などが生ずる場合があることが判明した。使用の度に大量の洗浄水を流せば、横引排水管を清浄に維持することは比較的容易である。しかし、それでは、水資源やエネルギー資源の有効利用の観点からは不十分である。
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、節水効果を維持しつつ、便器のトラップのみならず横引排水管の内部まで清浄に維持できる便器洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に４リッター未満の洗浄水を流す小量洗浄と、前記小用水洗便器に対して４リッター以上の洗浄水を流す大量洗浄と、を実施可能としたことを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【０００７】
４リッター未満の小量洗浄により、使用のたびに便器のトラップを置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。そして、４リッター以上の大量洗浄により、便器に接続された横引排水管の中に残留する排水を十分に置換し、尿石の蓄積を効果的に防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に第１の量の洗浄水を流す小量洗浄を実施し、前記使用者の数が所定数に達する毎に前記第１の量よりも大なる第２の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施することを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【０００９】
便器が使用されるたびに小量洗浄を実施することにより、便器のトラップを置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。そして、前記使用者の数が所定数に達する毎に大量洗浄を実施することにより、便器に接続された横引排水管の中に残留する排水を十分に置換し、尿石の蓄積を効果的に防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、小用水洗便器を使用する使用者を検知するセンサと、前記小用水洗便器に供給する洗浄水の開閉弁を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサが前記使用者を検知した場合に第１の量の洗浄水を流す小量洗浄を実施し、前記使用者による使用時間の累積値が所定数に達する毎に前記第１の量よりも大なる第２の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施することを特徴とする便器洗浄装置が提供される。
【００１１】
便器が使用されるたびに小量洗浄を実施することにより、便器のトラップを置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。そして、前記使用者による使用時間の累積値が所定数に達する毎に大量洗浄を実施することにより、便器に接続された横引排水管の中に残留する排水を十分に置換し、尿石の蓄積を効果的に防ぐことができる。
【００１２】
ここで、前記制御部は、前記大量洗浄を複数回に分割して実施するものとすれば、横引排水管の中に残留する排水の置換効率をさらに上げることができ、節水効果を維持しつつ十分な置換が可能となる。
【００１３】
また、少なくともいずれかが銀を含む一対の電極を有し、前記電極を洗浄水中に浸した状態で前記一対の電極の間に通電することにより前記洗浄水中に銀イオンを放出可能とした銀電解槽をさらに備え、前記制御部は、前記大量洗浄に際して、前記銀電解槽において前記洗浄水に銀イオンを放出させるものすることができる。
【００１４】
便器が使用されるたびに小量洗浄を実施することにより、便器のトラップを置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。そして、大量洗浄に際して、銀電解槽において洗浄水に銀イオンを放出させることにより、便器に接続された横引排水管の中を殺菌して、尿石の蓄積をさらに効果的に防ぐことができる。
【００１５】
また、少なくともいずれかが銀を含む一対の電極を有し、前記電極を洗浄水中に浸した状態で前記一対の電極の間に通電することにより前記洗浄水中に銀イオンを放出可能とした銀電解槽をさらに備え、前記制御部は、前記小用水洗便器に対して前記第１の量よりも大なる第３の量の洗浄水を流す大量洗浄を実施可能とし、前記第３の量の洗浄水を流す大量洗浄に際して、前記銀電解槽において前記洗浄水に銀イオンを放出させるものとすることもできる。
【００１６】
銀イオンを添加しない大量洗浄と銀イオンを添加した大量洗浄とを適宜組み合わせることにより、便器のトラップを置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができ、便器に接続された横引排水管の中を殺菌して、尿石の蓄積をさらに効果的に防ぐことができる。
ここで、前記洗浄水の水流により電力を生成する発電手段をさらに備え、前記発電手段により生成された電力が前記銀電解槽に供給されるものとすれば、外部から家庭用１００ボルト電源を投入したり、また、電池などの電源を付設する必要がなく、コンパクトでランニングコストが低く、メンテナンスも省略できる便器洗浄装置を実現できる。
【００１７】
また、前記制御部は、前記大量洗浄に際して、前記洗浄水に前記銀イオンを放出させない第１の大量洗浄と、前記洗浄水に前記銀イオンを放出させる第２の大量洗浄と、に分割して実施するものとすれば、銀電極の消耗を低減しつつ、高い殺菌効果を維持できる。
【００１８】
また、前記大量洗浄において流される洗浄水の量は、４リッター以上であるものとすれば、便器に接続された横引排水管の中に残留する排水を十分に置換し、尿石の蓄積を効果的に防ぐことができる。
【００１９】
また、前記制御部は、前記小用水洗便器の使用の頻度が所定値を超えた時に、前記小量洗浄において流す前記洗浄水の量を増加するものとすれば、便器に接続された横引排水管の中に残留する排水の置換率を上げて、尿石の蓄積を効果的に防ぐことができる。
【００２０】
なお、本願明細書において、銀イオンの「放出」とは、銀電極の表面から銀イオンが遊離することを意味し、銀イオンの「溶出」とは、放出された銀イオンが洗浄水中にイオンしてとどまることをいうものとする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、節水効果を維持しつつ、便器のトラップのみならず横引排水管の内部まで清浄に維持できる便器洗浄装置及び便器洗浄システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる便器洗浄装置が設けられた小用水洗便器の具体例を表す模式図である。すなわち、本実施形態の便器洗浄装置２００は、給水管１００と便器５００との間に設けられ、便器５００に対する洗浄水の供給を制御する。便器５００の排水は、略水平方向に延在する横引排水管６００を経由して、略鉛直方向に延在する鉛直排水管７００に排出される。
【００２３】
図２は、本実施形態の便器洗浄装置２００の構成を例示する模式図である。すなわち、便器洗浄装置２００は、制御部２１０と、センサ２２０と、開閉弁２９０と、を有する。上水や中水などの水道水ＷＩは、開閉弁２９０によりその流路が開閉される。センサ２２０は、使用者が便器５００に接近しあるいは使用する動作を検知し、制御部２１０に検知信号を出力する。制御部２１０は、その検知信号に基づいて開閉弁２９０の開閉を制御する。
【００２４】
図３は、本実施形態の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。  
すなわち、本発明においては、相対的に少量の洗浄水を流す「小量洗浄」と、相対的に大量の洗浄水を流す「大量洗浄」と、を独特の方法で組み合わせる。後に詳述するように、「小量洗浄」は、主に、使用者が便器５００を使用した際に実施される。また、その水量は例えば１リッター程度でよい。一方、「大量洗浄」は、使用者の使用に際して実施してもよく、使用者の使用とは無関係に実施することもできる。また、その水量は例えば４リッター程度とすることができる。
【００２５】
また、「大量洗浄」と「小量洗浄」において洗浄水の量を変える方法としては、開閉弁２９０を開ける時間を変えてもよく、また、開閉弁２９０の開度を変えてもよい。すなわち、「大量洗浄」に際しては、「少量洗浄」の場合よりも開閉弁２９０を開ける時間を長くしてもよく、または、開閉弁２９０の開度を大きくして瞬間流量を増加させてもよい。また、これらの方法を組み合わせて、開閉弁２９０を開ける時間と開度の両方を変化させてもよい。
【００２６】
本発明によれば、図３に例示したように「小量洗浄」と「大量洗浄」とを適宜組み合わせることによって、便器５００のトラップに滞留する封水を十分に置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐとともに、横引排水管６００の内に滞留する排水も置換でき、尿石の蓄積などを効果的に抑制できる。
【００２７】
図４は、便器５００のトラップの周辺を拡大した断面図である。水洗便器の場合、排水管６００に至る排水口の付近にトラップ５５０が設けられ、封水ＷＴが常に満たされた状態が維持される。このようなトラップ５５０を設けることにより、排水管６００からの臭気の逆流を防ぐことができる。後に詳述するように、トラップ５５０の容量は５００ミリリッター程度であり、本発明者の検討の結果、１リッター程度の洗浄水を流すことにより、ほぼ十分に置換できることが判明した。すなわち、小量洗浄において１リッター程度の水を流すことにより、トラップ５５０の封水ＷＴを効率的に置換して臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。
【００２８】
図５は、横引排水管６００の周辺を拡大した断面図である。  
水洗便器５００の排水が流入する横引排水管６００は、略水平方向に延在し、数パーセント程度の勾配を設けて排水ＷＥを矢印Ａの方向に流して鉛直排水管７００に流出させるように形成されている。しかし、配管の勾配や接続状態などに応じて、横引排水管６００の中には、多少の排水ＷＥが残留する場合が多い。このように残留する排水ＷＥにおける尿の濃度が高いと、尿石が蓄積し、横引排水管６００の流れが悪くなったり、「つまり」が生ずることがある。
【００２９】
尿石の形成のメカニズムは以下の如くであると考えられる。すなわち、一般に、横引排水管６００の中には、多数の細菌が存在する。尿には、多量の尿素が含有されているが、横引排水管６００の滞留水に細菌が存在すると、尿素は細菌の有する酵素ウレアーゼの作用によりアンモニアと二酸化炭素に分解される。この時生成するアンモニア量が多いと、臭気の一因となる。また、アンモニアが生成すると、横引排水管の滞留水に溶解し、その液体のｐＨが上昇する。ｐＨが上昇すると、横引排水管の内壁に付着した汚れや滞留水に含まれるカルシウムイオンが炭酸塩やリン酸塩へと変化して析出し、「尿石」として排水管の内壁に付着し、流れの低下や詰まりの原因となる。
【００３０】
これに対して、本実施形態によれば、大量洗浄を適宜実施することにより、横引排水管６００の中に滞留した排水ＷＥを効率的に置換できる。その結果として、残留する尿の濃度を下げて尿石の蓄積を防ぎ、横引排水管６００の「つまり」を防ぐことができる。
【００３１】
図６は、複数の便器を有するトイレシステムに本実施形態の便器洗浄装置が設けられた実施態様を例示する模式図である。  
すなわち、本具体例においては、複数の小用水洗便器５００が並置され、それぞれが横引排水管６００に並列的に接続されている。これら便器５００と給水管１００との間には、本実施形態の便器洗浄装置２００が設けられ、洗浄水の供給が制御される。本具体例においては、それぞれの便器５００に設置された便器洗浄装置２００は、互いに独立して動作する。この場合にも、それぞれの便器洗浄装置２００の動作により、トラップの封水が十分に置換されるとともに、横引排水管６００に滞留した排水も効率的に置換され、尿石の蓄積を防止できる。
【００３２】
一方、図７は、本実施形態の便器洗浄装置を組み合わせた便器洗浄システムを例示する模式図である。すなわち、この便器洗浄システム２０１は、複数の便器のそれぞれに設けられた便器洗浄装置２００を有する。さらに、便器洗浄システム２０１は、これら便器洗浄装置２００の動作を制御する管理部２０２を有する。
【００３３】
管理部２０２を設けて、複数の便器洗浄装置２００を統合的に動作させることにより、さらに効率的な洗浄が可能となる。すなわち、それぞれの便器５００を使用者が使用した時には、小量洗浄を実施させ、一方、大量洗浄については、例えば、横引排水管６００の最上流側に配置された便器洗浄装置２００に実施させることにより、横引排水管６００の全体にわたって、滞留した排水を効率的に置換できる。
【００３４】
以下、本実施形態の便器洗浄装置２００及び便器洗浄システム２０１の動作について詳述する。  
図８は、本実施形態の便器洗浄装置及び便器洗浄システムの動作を例示する模式図である。  
本具体例においては、便器を使用した使用者の人数が所定の数になった時に、大量洗浄を実施する。  
例えば、１人目の使用者が便器を使用した時（ステップＳ１）は、小量洗浄が実施される。この小量洗浄においては、例えば、１リッター程度の洗浄水を流すことにより、図４に関して前述したように、便器５００のトラップの封水は十分に置換され、臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。その後、２人目（ステップＳ２）、３人目（ステップＳ３）・・と便器５００が使用される毎に小量洗浄が実施され、それぞれ、１リッター程度の洗浄水を流すことにより臭気の発生や汚れの付着を防ぐことができる。
【００３５】
そして、所定数であるｎ人目（ステップＳｎ）の使用者が便器を使用した時に、大量洗浄が実施される。すなわち、例えば４リッター程度の洗浄水を流すことにより、横引俳諧管６００の中に滞留した排水を置換し、残留する尿の濃度を十分に下げることができる。
【００３６】
その次に、また１人目（ステップＳ１）、２人目（ステップＳ２）・・・と便器が使用される毎に小量洗浄が実施され、使用者の累積人数がｎ人になったら大量洗浄を実施する。
【００３７】
以上説明した動作は、例えば図２に表した便器洗浄装置において、センサ２２０が使用者の使用を検知し、制御部２１０がその検知信号を入力して開閉弁２９０を開動作させるとともに、便器を使用した使用者の累積人数をカウントして小量洗浄と大量洗浄のいずれかを選択的に実行させることにより実現できる。
【００３８】
図９は、本具体例の動作に対応するフローチャートである。  
すなわち、センサ２２０が人体を検知（ステップＳ１０２）すると、制御部２１０は、カウンタを加算（ステップＳ１０４）し、カウンタが所定数ｎに達したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。所定数ｎに達していない場合は、開閉弁２９０を短時間開くことにより小量洗浄を実施（ステップＳ１０８）する。一方、カウンタが所定数ｎに達した場合は、開閉弁２９０を長時間開くことにより大量洗浄を実施（ステップＳ１１０）し、カウンタをリセットする（ステップＳ１１２）。
【００３９】
以上説明したように、センサ２２０による人体検知のデータをカウントすることにより、本具体例の動作が可能となる。
【００４０】
図１０は、本発明者が実施した実験の結果を表すグラフ図である。  
すなわち、同図は、いわゆる「スプレッダー式」の小用水洗便器を横引排水管に接続し、トラップと横引排水管に残留する排水の置換率を測定した結果を表す。ここで、便器のトラップの容量は、５１０ミリリットルである。また、横引排水管は、内径６５ミリメータで、２パーセントの傾斜を設けたものを用いた。また、置換率は、洗浄前後の排水の電導度（ｍＳ／ｍ）により測定した。
【００４１】
図１０から、トラップについては、１リッターの洗浄水で約９３パーセントが置換でき、２リッターの洗浄水では約９９パーセントが置換できることが分かる。さらに置換率を上げて１００パーセントに近づけるためには、３リッター以上の洗浄水が必要とされるが、置換の効率と節水の観点から考えると、１リッター乃至２リッター程度の洗浄水で十分であると言える。  
一方、横引排水管の置換率について見ると、９５パーセント以上の置換率を得るためには、３リッター乃至４リッターの洗浄水を流す必要があることが分かる。
【００４２】
図１１は、排水の尿の濃度と５ヶ月後の尿石の重量との関係を表すグラフ図である。このデータは、試験管にそれぞれの濃度に希釈した尿を入れて５ヶ月後の試験管の重量の変化を調べることより取得した。また、この実験に際しては、１日あたり５人の使用に相当するように、試験管の希釈液を１日あたり５回、交換し、２０時間〜２２時間の間は滞留放置した。５ヶ月後に得られた尿石の重量は、尿濃度が１０パーセントで０．７１グラム、１パーセントで０．２６グラム、０．１パーセントで０．１８グラムであった。  
この結果から、横引排水管に蓄積する尿石の重量と残留した尿の濃度とは、ほぼ一次相関があることが分かる。
【００４３】
図１２は、便器の使用人数と横引排水管に残留する排水の尿の濃度との関係を表すグラフ図である。すなわち、同図の横軸は一日当たりの便器の使用人数であり、縦軸はその便器に接続された横引排水管に残留した排水中の尿の濃度を表す。  
この結果から、便器を使用する人数が増加するに従って残留する尿の濃度は急速に上昇し、３０パーセント付近に飽和する傾向が見られる。尿の濃度が急激に上昇する使用人数は、１５人前後である。従って、便器の使用人数が１５人前後になった時点で大量洗浄を実施することにより、横引排水管に残留する尿の濃度の上昇を効果的に防ぐことができる。
【００４４】
以上説明したように、使用人数が所定値（例えば、１５人）になった時点で大量洗浄を実施するようにすれば、横引排水管の中に残留する尿の濃度の急激な上昇を効率的に抑えて、尿石の蓄積を抑制できる。
【００４５】
また、本発明においては、従来と同等レベル以上の節水効果も維持しつつ、横引排水管の中の尿濃度を下げることができる。  
図１３は、本発明における節水効果を説明するための模式図である。すなわち、本発明においては、同図（ａ）に表したように、所定の回数の小量洗浄と、大量洗浄と、を交互に繰り返す。ここで、１リッターの流量洗浄を５回実施し、４リッターの大量洗浄を実施すると、洗浄水の合計の使用量は、９リッターとなる。
【００４６】
仮に、これと同等の量の洗浄水を６回の洗浄に際して均等に流したとすると、図１３（ｂ）に表したように、一回あたり１．５リッターとなる。この流量では、便器のトラップはほぼ置換できるが、横引排水管に残留する排水の十分な置換はできない。  
これに対して、本発明によれば、同等の水量で横引排水管の十分な置換が可能であり、節水効果を維持しつつ、高い置換効率が得られる。
【００４７】
次に、本発明の第２の具体例として、使用の累積時間に応じて大量洗浄を実施する便器洗浄装置について説明する。  
図１４は、本具体例の便器洗浄装置の構成を例示する模式図である。すなわち、本具体例においては、センサ２２０とともに、タイマ２４０が設けられている。  
図１５は、本具体例の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。  
本具体例においては、まず、１人目の使用者が便器を使用した時に、その使用時間をタイマ２４０により積算し、小量洗浄を実施する。ここで、使用時間は、センサ２２０が使用者を検知している時間としてもよく、その時間に基づいて、所定の方法で演算した時間でもよい。  
次に、２人目の使用者についても、同様に使用時間をタイマ２４０に積算し、小量洗浄を実施する。
【００４８】
その後、ｎ人目の使用者が使用する際にも使用時間をタイマ２４０に積算し、その積算累積時間が所定値Ｔを超えたならば、大量洗浄を実施する。図１２からも分かるように、横引排水管の中に残留する尿の濃度は、尿負荷量に応じて上昇する。従って、使用人数の代わりに便器の使用時間の積算値に基づいて大量洗浄を実施すると、やはり効果的に尿濃度の上昇を防ぐことができる。
【００４９】
図１６は、本具体例の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。  
すなわち、センサ２２０が人体を検知（ステップＳ２０２）すると、制御部２１０は、タイマの積算を開始（ステップＳ２０４）し、タイマ積算値が所定値Ｔに達したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。所定値Ｔに達していない場合は、開閉弁２９０を短時間開くことにより小量洗浄を実施（ステップＳ２０８）する。一方、タイマ積算値が所定値Ｔに達した場合は、開閉弁２９０を長時間開くことにより大量洗浄を実施（ステップＳ２１０）し、タイマをリセットする（ステップＳ２１２）。
【００５０】
以上説明したように、センサ２２０による人体検知のデータに基づいて使用時間を積算することにより、本具体例の動作が可能となる。
【００５１】
次に、小量洗浄の水量を可変とする具体例について説明する。  
図１７は、本具体例の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。すなわち、本具体例においては、所定時間内の便器の使用回数Ｎをカウントする（ステップＳ３０２）。これは例えば、図１４に例示したような便器洗浄装置において可能な動作である。そして、カウントした使用回数Ｎが所定値ＴＨを超えるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。超えない場合は、小量洗浄の水量は所定値Ｆ１とする（ステップＳ３０６）。所定値Ｆ１は、相対的に小さい流量である。一方、使用回数Ｎが所定値ＴＨを超えた場合は、小量洗浄の水量を所定値Ｆ２とする（ステップＳ３０８）。所定値Ｆ２は、所定値Ｆ１よりも大きい流量である。
【００５２】
便器の使用頻度が高い時には、横引排水管の中に残留する尿の濃度も上昇する傾向がある。そこで、このような場合に、小量洗浄の流量を増加させて横引排水管の中の置換率を改善することが効果的である。例えば、図１０に関して前述したように、小洗浄として１リッターの洗浄水を流した時の横引排水管の置換率は、７０パーセント弱に過ぎない。これに対して、例えば流量を２リッターに増加させると、置換率を９０パーセント近くまで上げることができる。従って、便器の使用頻度が高い時に小量洗浄の水量を増加させると、横引排水管の尿の濃度の上昇を効果的に抑制できる。
【００５３】
また、使用頻度の代わりに、所定時間内における使用時間の積算値に基づいて小量洗浄の水量を変化させてもよい。すなわち、所定時間内の便器の使用時間の積算値が所定値を超えた場合に、小量洗浄の水量を増加させるようにしても、横引排水管の中の尿の濃度の上昇を効果的に抑制できる。
【００５４】
次に、大量洗浄において洗浄水を分割して流す具体例について説明する。  
図１８は、大量洗浄を分割する具体例を表す模式図である。  
すなわち、所定回数の小量洗浄の後に、大量洗浄を実施するに際して、第１の大量洗浄（ステップＳn1）と、第２の大量洗浄（ステップＳn2）の如く、複数回に分割して流すことができる。
【００５５】
図１９は、本発明者が実施した実験の結果を表すグラフ図である。すなわち、同図（ａ）は小用水洗便器に接続された横引排水管の置換率を表し、（ｂ）は便器のトラップの置換率を表す。それぞれのグラフの横軸は、洗浄水の流量を表し、例えば（１＋２Ｌ）とあるのは、１リッターの洗浄水を流した後、数１０秒経過した後に、２リッターの洗浄水を流したことを表す。またここで、横引排水管の内径は６５ミリメータ、傾斜は２パーセントとした。また、トラップの容量は、５１０ミリリットルとした。  
図１９から、トラップの置換率は、３リッター以上の洗浄水を流した場合にほぼ１００パーセントとなるが、横引排水管の置換率は、３リッターの洗浄水を一度に流すよりも１リッターの洗浄水と２リッターの洗浄水に分割して流したほうが置換率が上昇することが分かる。同様に、４リッターの洗浄水を一度に流した場合よりも、２リッターずつ２回に分けて洗浄水を流したほうが置換率が高い。
【００５６】
このように、本発明においては、洗浄水を分割して流すことにより、横引排水管の置換率をさらに上昇させ、尿の残留濃度を低下させて尿石の蓄積をさらに効果的に抑止することが可能となる。
【００５７】
次に、本発明の変型例として、銀イオンを添加した洗浄水を流す便器洗浄装置について説明する。
【００５８】
図２０は、本変型例の便器洗浄装置を表す模式図である。  
すなわち、開閉弁２９０の下流に銀電解槽２５０が設けられている。銀電解槽は、一対の電極を有し、少なくともそのいずれかは、銀を含有する。
【００５９】
図２１は、銀電解槽２５０における銀イオンの生成を表す概念図である。  
すなわち、銀電解槽４００は、一対の銀電極２５０ａ及び２５０ｂを有する。これら銀電極の間で電流を流すと、電気分解反応により、銀イオンが陽極（アノード）側の電極２５０ａから放出される。なお、これら銀イオンの一部は、マイナスの電荷をもつ塩素イオンと結合して塩化銀（ＡｇＣｌ）を生成し消費されるが、未反応の銀イオンが殺菌効果を奏する。すなわち、銀イオンが添加された洗浄水を便器に流すと、横引排水管の中に存在する細菌を効果的に殺菌することができる。その結果として、尿石付着の原因が排除され便器及び横引排水管の中は常に清浄な状態に保たれて美観を損ねることもなく、尿石の配管内への付着による汚水通過路の狭小化が防止され、また、アンモニア等による臭気の発生も防止される。
【００６０】
本発明者は、水洗便器に流す洗浄水に含まれる銀イオンの濃度と殺菌効果について調査検討を行った。銀イオンの添加量が少ないと殺菌効果が十分に得られず、一方、銀イオンの添加量が多すぎると、銀電極の消耗が激しく、また、銀イオンと同時に発生する塩化銀が便器の陶器面に付着することにより「黒ずみ」などの変色が生ずる場合がある。これらの観点から、洗浄水に対する銀イオンの添加量は、１〜５０ｐｐｂの範囲内とすることが望ましい。
【００６１】
本変型例においては、図３乃至図１９に関して前述した「大量洗浄」に際して、洗浄水に銀イオンを添加することにより、便器５００のトラップや横引排水管６００の中に残留する尿の濃度を低下させると同時に殺菌できる。その結果として、臭気の発生や尿石の蓄積をさらに効果的に抑制できる。
【００６２】
図２２は、本変型例の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。  
すなわち、本変形例においては、図８乃至図１２に関して前述したように、累積使用人数をトリガとして銀イオンを添加した大量洗浄を実施することができる。または、図１４乃至図１６に関して前述したように累積使用時間をトリガとして銀イオンを添加した大量洗浄を実施することもできる。
【００６３】
これら大量洗浄の間に、使用者の使用に伴って不定期に小量洗浄が実施される。そして、このように、銀イオンを添加した洗浄水による大量洗浄を実施することにより、便器５００のトラップや横引排水管６００の中に残留する尿の濃度を低下させると同時に殺菌できる。その結果として、尿石の蓄積を効果的に抑制できる。
【００６４】
またさらに、本変型例においては、図３乃至図１９に関して前述した「大量洗浄」とは別に、銀イオンを添加した「大量洗浄」を実施してもよい。つまり、累積使用人数や累積使用時間をトリガとして、銀イオンを添加しない大量洗浄を実施するとともに、これら大流量洗浄とは別に、銀イオンを添加した大量洗浄を実施することができる。
【００６５】
図２３は、このような洗浄動作を例示する模式図である。    
本具体例においては、銀イオンを添加しない大量洗浄を実施するとともに、銀イオンを添加した大量洗浄を実施する。この場合、銀イオンを添加しない大量洗浄は、図３乃至図１９に関して前述したように累積使用人数や累積使用時間をトリガとして実施できる。そして、これら大量洗浄とは別に、例えば、図示の如く所定の時間間隔Ｔで銀イオンを添加した大量洗浄を実施することができる。銀イオンを添加した大量洗浄に際して流す洗浄水の量は、小量洗浄よりも多いものとする。この動作のフローチャートについては、後に図２７を参照しつつ詳述する。
【００６６】
ここで、大量洗浄の時間間隔Ｔは、便器の使用頻度に応じて変化させることもできる。例えば、便器の使用頻度が高い場合には、大量洗浄の時間間隔Ｔを短くすることにより、より確実に横引排水管の中の置換率を高め、殺菌効果も高めることができる。例えば、一日当たりの使用人数が１００人未満の場合には、４時間毎に銀イオンを添加した洗浄水による大量洗浄を実施し、一日当たりの使用人数が１００人以上になった場合には、２時間毎に銀イオンを添加した洗浄水による大量洗浄を実施することができる。このような制御は、例えば、図１７に関して前述したものと同様にして実施可能である。
【００６７】
図２４は、銀イオンを添加した洗浄水を流す態様の変型例を表す模式図である。すなわち、図１８に関して前述したものと同様に大量洗浄を分割して実施し、さらに第１の大量洗浄（ステップＳn1）は、銀イオンを添加しない洗浄水により実施し、第２の大量洗浄（ステップＳn2）は銀イオンを添加した洗浄水により実施する。
【００６８】
このようにすると、図１８に関して前述したように、横引排水管の滞留水の置換効率を上げることができるとともに、銀イオンを効率的に利用できる。すなわち、第１の大量洗浄に際して流す洗浄水は、横引排水管の中の滞留水を置換するが、その後に第２の大量洗浄を実施することにより、横引排水管から排出される比率が高い。つまり、これらステップの後に横引排水管の中に滞留する水は、第２の大量洗浄により流した洗浄水である確率が高い。そこで、第２の大量洗浄（ステップＳn2）のみに銀イオンを添加することにより、銀イオンを無駄に流出させずに横引排水管の中に効率的に滞留させ、銀電極の消耗を低減しつつ高い殺菌効果を長時間に亘って維持できる。
【００６９】
図２５は、銀イオンを添加した洗浄水を流す便器洗浄装置の変型例を表す模式図である。  すなわち、本変型例においては、開閉弁２９０の下流に発電手段２６０が設けられている。
【００７０】
図２６は、発電手段２６０を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその外観を例示する斜視図であり、同図（ｂ）はその内部構造を例示する断面図である。    
発電手段２６０は、発電機２６２と水車２６４とを有する。水車２６４は、水道水ＷＩの水流により回転し、その回転運動が発電機２６２の駆動軸に伝達される。すると、水道水の運動エネルギーが電気エネルギーに変換されて、電力が発生する。この電力を銀電解槽２５０に投入することにより、銀イオンを生成できる。従って、外部から家庭用１００ボルト電源を投入したり、また、電池などの電源を付設する必要がなく、コンパクトでランニングコストが低く、メンテナンスも省略できる便器洗浄水生成装置を実現できる。
【００７１】
そして、図２２に関して前述した如く、銀イオンを添加した洗浄水を一定の時間間隔で流し、またはさらに図２４に関して前述した如く、第２の大量洗浄において銀イオンを添加した洗浄水を流すことにより、横引排水管の滞留水を効率的に置換するとともに銀イオンによる高い殺菌効果を得ることができる。
【００７２】
なお、図２５に例示した如く銀電解槽２５０の上流に発電手段２６０を設けると、洗浄開始の際の突入流れに対して、銀電解槽２５０への通水に応じて遅延することなく銀電解槽２５０に電力を供給することができる。ただし、本発明においては、発電手段２６０の上流側に銀電解槽２５０を設けてもよい。このようにすると、発電手段２６０を殺菌水が流れるので、発電手段２６０において雑菌の付着による汚れを防ぐこともできる。
【００７３】
図２７は、銀イオンを添加した大量洗浄と添加しない大量洗浄とを組み合わせた便器洗浄装置の動作のフローチャートの具体例である。  
すなわち、ステップＳ４０２において人体を検知しない場合、ステップＳ４０４に進みタイマを作動させる。そして、ステップＳ４０６においてタイマリセットから４時間が経過したか否かを判定する。４時間が経過していない場合（ステップＳ４０６：ｎｏ）にはタイマを作動しつづける（ステップＳ４０４）。４時間が経過した場合（ステップＳ４０６：ｙｅｓ）は、ステップＳ４０８に進み、第１の大量洗浄を実施する。この際には、図２２に関して前述したように、銀イオンは添加しない。
【００７４】
しかる後にステップＳ４１０において開閉弁２９０を一旦閉じて、所定時間（例えば、数１０秒）の経過後に、第２の大量洗浄を実施する（ステップＳ４１４）。この際には、銀電解槽２５０に通電して銀イオンを添加する。このようにして、４時間毎に、銀イオンを添加した大量洗浄を分割して実施できる。
【００７５】
一方、ステップＳ４０２において人体を検知した場合には、ステップＳ４１６に進み、カウンタを作動させる。そして、カウンタのリセットから１５人目であるか否かを判定する（ステップＳ４１８）。１５人目に至らない場合（ステップＳ４１８：ｎｏ）には、例えば１リッターの洗浄水を流すことにより小量洗浄を実施する（ステップＳ４２０）。この際には、銀イオンを添加しない。一方、１５人目に至った場合（ステップＳ４１８：ｙｅｓ）には、例えば、４リッターの洗浄水を流すことにより大量洗浄を実施する（ステップＳ４２２）。この際にも銀イオンは添加しない。
【００７６】
以上説明したように、本具体例によれば、銀イオンを添加した洗浄水を一定の時間間隔（例えば４時間）毎に流すことより大量洗浄を実施して、横引排水管の中の細菌の数を常に低いレベルに維持できる。また、銀イオンを添加した洗浄水を効率的に活用でき、銀電極の消耗も低減できる。また、使用者の使用に際しては小量洗浄を実施することによりトラップを十分に置換し、さらに、使用者の人数に応じて大量洗浄を実施することにより、横引排水管の中の滞留水を効率的に置換して尿の濃度を低下させる。その結果として、横引排水管の中における尿石の蓄積を効率的に抑制して、配管の「つまり」などを防ぐことができる。
【００７７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。  
例えば、本発明の便器洗浄装置を構成する制御部、センサ、タイマ、開閉弁、銀電解槽、発電手段をはじめとする各要素について当業者が適宜設計変更して採用したものも、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる便器洗浄装置が設けられた小用水洗便器の具体例を表す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の便器洗浄装置２００の構成を例示する模式図である。
【図３】本発明の実施形態の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。
【図４】便器５００のトラップの周辺を拡大した断面図である。
【図５】横引排水管６００の周辺を拡大した断面図である。
【図６】複数の便器を有するトイレシステムに本実施形態の便器洗浄装置が設けられた実施態様を例示する模式図である。
【図７】本発明の実施形態の便器洗浄装置を組み合わせた便器洗浄システムを例示する模式図である。
【図８】本発明の実施形態の便器洗浄装置及び便器洗浄システムの動作を例示する模式図である。
【図９】本発明の具体例の動作に対応するフローチャートである。
【図１０】本発明者が実施した実験の結果を表すグラフ図である。
【図１１】排水の尿の濃度と５ヶ月後の尿石の重量との関係を表すグラフ図である。
【図１２】便器の使用人数と横引排水管に残留する排水の尿の濃度との関係を表すグラフ図である。
【図１３】本発明における節水効果を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の具体例の便器洗浄装置の構成を例示する模式図である。
【図１５】本発明の具体例の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。
【図１６】本発明の具体例の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。
【図１７】本発明の具体例の便器洗浄装置の動作を例示するフローチャートである。
【図１８】大量洗浄を分割する具体例を表す模式図である。
【図１９】本発明者が実施した実験の結果を表すグラフ図であり、（ａ）は小用水洗便器に接続された横引排水管の置換率を表し、（ｂ）は便器のトラップの置換率を表す。
【図２０】本発明の変型例の便器洗浄装置を表す模式図である。
【図２１】銀電解槽２５０における銀イオンの生成を表す概念図である。
【図２２】本発明の変型例の便器洗浄装置の動作を例示する模式図である。
【図２３】銀イオンを添加しない大量洗浄を実施するとともに、銀イオンを添加した大量洗浄を実施する動作を例示する模式図である。
【図２４】銀イオンを添加した洗浄水を流す態様の変型例を表す模式図である。
【図２５】銀イオンを添加した洗浄水を流す便器洗浄装置の変型例を表す模式図である。
【図２６】発電手段２６０を表す模式図であり、（ａ）はその外観を例示する斜視図であり、（ｂ）はその内部構造を例示する断面図である。
【図２７】銀イオンを添加した大量洗浄と添加しない大量洗浄とを組み合わせた便器洗浄装置の動作のフローチャートの具体例である。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 給水管
２００ 便器洗浄装置
２０１ 便器洗浄システム
２０２ 管理部
２１０ 制御部
２２０ センサ
２４０ タイマ
２５０ 銀電解槽
２５０ａ，２５０ｂ 銀電極
２６０ 発電手段
２６２ 発電機
２６４ 水車
２９０ 開閉弁
４００ 銀電解槽
５００ 小用水洗便器
５５０ トラップ
６００ 横引排水管
７００ 鉛直排水管
ＷＥ 排水
ＷＩ 水道水
ＷＴ 封水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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